JP4071399B2 - 樹脂乾燥装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形前の樹脂ペレットの乾燥に用いられる樹脂乾燥装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、樹脂成形の成形材料である樹脂ペレット中に水分が含まれていると、成形時の加熱でその水分が気化し、成形品の品質低下や不良品を発生させる。そのため、成形前に射出成形機に供給すべき樹脂ペレットに乾燥処理が施されている。この乾燥処理は加熱によるが、その加熱温度が水分の蒸発温度である100℃を越えると、樹脂ペレットに色調変化等の不都合を生じさせることがある。このため、従来から樹脂ペレットの乾燥処理には、一定の減圧下に樹脂ペレットを置いて加熱し、色調変化等の劣化防止が図られてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、樹脂ペレットの乾燥処理には、減圧下で加熱をするための処理槽が用いられ、その処理槽に樹脂ペレットを装填して減圧し、加熱している。そして、この処理槽には、乾燥時に処理槽を減圧維持のために密閉化するとともに、乾燥後の樹脂ペレットを成形機側に移すための開閉機構が設けられている。この開閉機構には、通常、排出口側に開閉板が設けられており、この開閉板を閉じるとき、開閉板とその当接部との間に樹脂ペレットを咬み込んでしまい、その樹脂ペレットを排除しないと処理槽を密閉することができず、処理槽を減圧状態に維持することができない。
【0004】
従来、咬み込んだ樹脂ペレットを除くには、開閉板を数回開閉させ、その移動によって除去するか、それでも除去できない場合には運転を止め、作業者が清掃する等の処理が行われてきた。しかしながら、樹脂ペレットを咬み込んだ状態で開閉動作を繰り返すと、Oリング、パッキン等の気密保持部分の消耗を早め、密閉性を低下させ、処理槽の減圧処理の不安定化を招来する。また、開閉機構の清掃は作業能率を低下させる。
【0005】
そこで、本発明は、樹脂の除去処理を不要にし、減圧処理の安定化を実現して乾燥処理の信頼性を高めた樹脂乾燥装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂乾燥装置は、樹脂(樹脂ペレット2)の通過又は遮断を担当する第1の開閉手段(開閉板88)と、乾燥処理槽(4)の密閉保持を担当する第2の開閉手段(開閉板90)とを設け、樹脂の通過又は遮断と乾燥処理槽の密閉保持とを分離したので、乾燥処理槽における減圧処理の安定化を実現し、樹脂の乾燥処理の信頼性を高めることができる。
【0007】
請求項1に係る本発明の樹脂乾燥装置は、樹脂を乾燥し、射出成形機の樹脂の消費に応じて乾燥樹脂を前記射出成形機に供給する樹脂乾燥装置であって、前記樹脂を減圧下で加熱して乾燥させる乾燥処理槽と、この乾燥処理槽を減圧させる減圧手段と、前記乾燥処理槽で乾燥した樹脂を受け、前記射出成形機に供給すべき前記樹脂を貯留する貯留槽と、この貯留槽と前記乾燥処理槽とを連結し、前記乾燥処理槽で乾燥させた前記樹脂を前記貯留槽に導く連結部と、この連結部に設けられて開閉し、前記乾燥処理槽から前記樹脂を前記貯留槽に移送させるとき、開く第1の開閉手段と、前記連結部に前記第1の開閉手段と別個に設けられて開閉し、前記連結部に前記樹脂を通過させるとき、前記第1の開閉手段とともに開き、前記第1の開閉手段が閉じられた時点から所定時間の経過後に閉じることにより、前記乾燥処理槽を密閉状態に保持させる第2の開閉手段と、前記第1の開閉手段と前記第2の開閉手段との間に設定された空間部と、前記貯留槽にある前記樹脂を前記射出成形機に供給する供給管とを備え、前記第2の開閉手段を閉じた後、前記貯留槽の前記樹脂を前記供給管により前記射出成形機に供給することを特徴とする。
【0008】
即ち、乾燥処理槽からの樹脂の取出し制御のための樹脂の通過又は遮断を第1の開閉手段、乾燥処理槽の気密保持を第2の開閉手段に分担させることにより、乾燥処理槽から貯留槽へ樹脂を通過させた際、その遮断処理の簡易化と、乾燥処理槽の密閉を迅速化するとともに、その気密保持を安定化させ、乾燥処理の信頼性を高めることができる。
【0009】
また、請求項2に係る本発明の樹脂乾燥装置は、前記第1の開閉手段の開時間により、前記乾燥処理槽から前記貯留槽側に移送する前記樹脂の計量をすることを特徴とする。即ち、第1の開閉手段を開閉することにより、乾燥処理槽から貯留槽に乾燥した樹脂を移送する際、その開時間によって通過する樹脂量を計量することができる。
【0010】
また、請求項3に係る本発明の樹脂乾燥装置は、前記第2の開閉手段を開状態にして前記乾燥処理槽から前記貯留槽に移送させる前記樹脂の量に応じて前記第1の開閉手段の開閉を制御するとともに、前記第1の開閉手段を遮断状態に移行させた後、前記第2の開閉手段を遮断状態に制御する制御手段(制御装置200)を備えたことを特徴とする。即ち、制御手段によって第1及び第2の開閉手段の開閉制御が行われ、第1の開閉手段を閉じると、乾燥した樹脂の移送が停止され、それに続いて第2の開閉手段を閉じることにより、乾燥処理槽を密閉状態に保持することができる。
【0011】
また、請求項4に係る本発明の樹脂乾燥装置は、前記乾燥処理槽から前記貯留槽への前記樹脂の移送は、自重による自然落下によることを特徴とする。即ち、第1の開閉手段を開閉するだけで、乾燥処理槽から貯留槽に乾燥した樹脂を容易に移送させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施形態を参照して詳細に説明する。
【0013】
図1は本発明の樹脂乾燥装置の一実施形態を示し、図2はその乾燥処理装置の下部を示している。この樹脂乾燥装置は、乾燥すべき樹脂である樹脂ペレット2を乾燥処理槽4にペレットタンク6から導き、乾燥後の樹脂ペレット2を貯留槽8から射出成形機10側に供給するものである。
【0014】
乾燥処理槽4の上部には、乾燥処理槽4に供給すべき樹脂ペレット2を貯める補給槽としてのホッパー12が設けられている。このホッパー12はペレットタンク6と補給管14を介して連結され、補給管14の中途部には外気を吸引する吸引器16が設けられている。また、ホッパー12には送吸気手段であるブロワー18が吸引管20を介して連結され、吸引管20の途上には開閉弁22及びフィルタ24が設けられ、ブロワー18の排気側には送気管26、排気管28及び開閉弁30、32が設けられている。したがって、開閉弁30を閉じ、開閉弁22、32を開いて通気路を形成し、ブロワー18を駆動してホッパー12内を負圧にすると、補給管14に吸引器16を通して空気が流れるので、ペレットタンク6から樹脂ペレット2が吸い込まれてホッパー12に装填される。矢印a、b、cは空気の流れ、dは樹脂ペレット2及び空気の流れを示す。
【0015】
ホッパー12の下側には開閉機構34が設けられ、この開閉機構34の開閉に応じて樹脂ペレット2が乾燥処理槽4に供給される。開閉機構34は、エアシリンダ36を駆動手段とする開閉板38を備えており、開閉板38の移動によって開閉機構34を介してホッパー12と連結筒40との間が遮断又は開通する。矢印eは開閉板38の移動方向を示している。この開閉板38の移動は開閉検出手段としての近接スイッチ42、44で検出される。連結筒40は、開閉機構34を介してホッパー12を乾燥処理槽4に支持する支持手段であって、その周囲面には樹脂ペレット2を検出する手段として近接センサ46が設けられている。
【0016】
そして、乾燥処理槽4は、樹脂ペレット2を下方に案内するため、底面側を円錐状とした円筒形であって、外装体48の内部に内槽50を備えたものである。内槽50には、供給される樹脂ペレット2を槽内に均一に分散させる手段として第1の成層器52と、樹脂ペレット2が乾燥処理槽4の中央部分のみから落下して周囲部分が残留するような不都合を防止するために樹脂ペレット2を乾燥処理槽4内に均等に保持するための手段として第2の成層器54が設けられている。各成層器52、54は上下方向に連結されており、その連結筒56の周面部には温度センサ58が取り付けられている。また、内槽50内には、加熱手段として複数のヒータ60及びヒートパイプ62が設置され、内槽50の外面には加熱手段としてヒータ64、内槽50の内壁面には壁面温度を検出する温度センサ66、68が設置されている。また、各成層器52、54の外面部は熱伝導面を構成している。
【0017】
内槽50には減圧手段としての真空ポンプ70が通気管72を通して接続されており、通気管72にはフィルタ74及び圧力スイッチ76が設けられている。圧力スイッチ76は、乾燥処理槽4内の減圧状態を監視し、所定の減圧状態に移行したとき、それを表すスイッチ出力を発生する。矢印fは、減圧時の空気の排出を示している。また、内槽50内には真空破壊弁78が通気管80を介して接続されており、真空破壊弁78が導通したとき、乾燥処理槽4内は外気の流入により大気圧に復帰する。
【0018】
この乾燥処理槽4の排出口82には、連結部84を介して貯留槽8が設けられている。図2に示すように、連結部84は第1及び第2の開閉手段として開閉板88、90を備えており、開閉支持体85と連結部84の内壁部との間にはOリング87、89が設けられて気密が保持されている。
【0019】
開閉支持体85には、排出口82に開放されて樹脂ペレット2を咬み込むための凹部として切欠き凹部91が形成されており、開閉板88が閉じられた際にその端面部側は切欠き凹部91の下側に当たり、切欠き凹部91の内部に樹脂ペレット2が入り、その落下が防止される。
【0020】
また、開閉支持体85の内部には、開閉板88、90の間に空間部92が形成されている。開閉板88はエアシリンダ94を、開閉板90はエアシリンダ96を駆動手段とし、個別に連結部84を開閉する。開閉板88の移動は開閉検出手段としての近接センサ98、100、開閉板90の移動は開閉検出手段としての近接センサ102、104で個別に検出される。矢印gは開閉板88の開閉移動、hは開閉板90の開閉移動を示している。また、開閉板88、90の間に形成された空間部92には、内部へ空気を漏洩させるリーク管106が設けられ、このリーク管106はリークバルブ108によって開閉され、外気流入量の調節により、乾燥処理槽4内を所定の圧力に調整することができる。矢印iは空気の流入を示す。
【0021】
開閉板88は、その開時間によって落下させる樹脂ペレット2の量を設定する計量手段を構成し、開閉板90は、閉じられたとき、連結部84を通して乾燥処理槽4の排出口82を密封し、気密保持手段として機能する。即ち、開閉板88、90は、共に排出口82を開閉する機能を有し、前者が樹脂ペレット2の通過を制限し、後者が気密保持を行うものであり、開閉機能の分担を図っている。
【0022】
そして、貯留槽8は、射出成形機10側のホッパー110と供給管112を介して連結されるとともに、送気管26を通してブロワー18と連結されている。また、ホッパー110とブロワー18の吸引側とは吸気管114を通して連結されており、この吸気管114には開閉弁116が設けられている。即ち、開閉弁22、32を閉じ、開閉弁30、116を開くことにより、供給管112と吸気管114を通して閉回路を構成し、ブロワー18を駆動すると、貯留槽8から乾燥後の樹脂ペレット2がホッパー110内に導かれ、装填される。ホッパー110の下側には樹脂タンク118が設けられ、この樹脂タンク118にホッパー110から樹脂ペレット2が供給され、樹脂成形に供される。矢印j、lは空気、矢印kは樹脂ペレット2及び空気の流れを示している。樹脂タンク118には、樹脂ペレット2の有無を検出する検出手段である近接センサ120が設けられている。
【0023】
次に、図3は、樹脂乾燥装置の制御部を示している。この制御部にはマイクロコンピュータを用いた制御手段としての制御装置200が設けられており、この制御装置200には、制御動作を行う制御演算部202が設けられている。制御演算部202とタッチパネルスイッチ204は連係されている。
【0024】
制御演算部202には、CPU206、計測のためのTIMER208、COUNTER210、各種制御司令、演算値を一次記憶するRAM212、CPU206の動作プログラム、設定データを格納したROM214、各種設定データ等を不揮発に記憶保持するEEPROM216等が設けられている。また、各種センサ入力を受ける複数の入力ポート218、220、226、228、アクチュエータへの駆動出力を送出する複数の出力ポート230、232、234、236、238、240、242、270を備えている。即ち、入力ポート218には検出回路244が接続され、近接センサ46、温度センサ66、68等が接続されている。入力ポート220、226には、検出回路246、252が接続され、それぞれに近接センサ42、44、98、100、102、104、120、圧力スイッチ76が接続されている。また、出力ポート230、232、234、236、238、240には駆動回路254、256、258、260、262、264が接続され、それぞれに真空ポンプ70、ブロワー18、ヒータ60、64、エアシリンダー36、94、96、開閉弁22、30、32、116、真空破壊弁78が接続されている。また、出力ポート242には音声回路266を介してスピーカー268が接続されている。
【0025】
また、入力ポート228及び出力ポート270には、タッチパネルスイッチ204が接続されており、このタッチパネルスイッチ204は、制御司令入力、設定入力、異常表示、動作情報等を階層的に画像として表示し、その画像にて指定された入力位置をスイッチとして受け付ける手段である。このタッチパネルスイッチ204には画像の階層表示、スイッチ入力位置制御等を行うCPU272、制御データを一時記憶するRAM274、画像データを格納するEEPROM等からなる画像メモリ276、CPU272の制御プログラム、設定データを格納したROM278、入力回路280、出力回路282、液晶駆動回路284、検出回路286より構成され、液晶駆動回路284には液晶表示を行う表示器288が、また検出回路286には液晶画面に設けられたスイッチ290が接続されている。
【0026】
以上の構成において、樹脂乾燥装置の動作を説明する。
【0027】
乾燥処理槽4に樹脂ペレット2が装填されると、真空ポンプ70を駆動して乾燥処理槽4を減圧状態に保持する。即ち、開閉板88の開閉とともに、開閉板38、90を閉じて乾燥処理槽4を密閉状態にし、真空ポンプ70を作動させて加熱乾燥処理槽4内を減圧し、ヒータ60、64により樹脂ペレット2を加熱して乾燥を行う。真空ポンプ70の作動に伴い、リーク管106から外気が乾燥処理槽4内に流入し、乾燥処理槽4内は50〜100toll程の減圧状態に保持される。樹脂ペレット2から発生した蒸気は真空ポンプ70の吸引によりリーク管106から流入する外気とともに、矢印fで示すように、外部に排出される。乾燥処理槽4内は減圧により水の蒸発温度が低下する。これにより、ヒータ60、64の加熱温度を樹脂ペレット2の変色が生じない温度以下に保持することができる。真空ポンプ70を停止し、真空破壊弁78を動作させることにより乾燥処理槽4内を大気圧に回復させることができる。
【0028】
また、乾燥処理槽4内へ未乾燥の樹脂ペレット2を充填する制御動作について説明すると、開閉板38を開き、開閉弁30、116を閉じるとともに、開閉弁22、32を開いて、補給管14、吸引管20、排気管28よりなる空気通路を形成し、ブロワー18の動作により、ペレットタンク6から樹脂ペレット2をホッパー12に導き、乾燥処理槽4に移送する。近接センサ46が樹脂ペレット6を検知するまでブロワー18を動作させる。乾燥処理槽4内に樹脂ペレット2が充填されたとき、開閉板38を閉じて真空乾燥を実行する。なお、ブロワー18は所定時間毎に数回に分けて動作させる間欠動作とし、所定時間内に所定回数だけブロワー18を動作させても、近接センサ46が樹脂ペレット2を検知しない場合には、ペレットタンク6内が空であると判定し、その判定出力としてスピーカー268から警報音を発し、又は、表示器288にその旨を表示する。
【0029】
また、乾燥処理槽4で乾燥処理した樹脂ペレット2を計量して射出成型機10に供給し、樹脂供給による不足分をペレットタンク6から乾燥処理槽4に補給する場合について説明する。射出成型機10の成形作業が進み、樹脂タンク118の樹脂ペレット2が消費されたことを近接センサ120が検知すると、乾燥処理槽4内を大気圧に戻し、開閉板38、90を開くとともに、開閉板88を所定時間だけ開き、乾燥処理槽4内の樹脂ペレット2を貯留槽8に自由落下させる。貯留槽8への落下量、即ち、供給量は、開閉板88の開時間を変えることにより調整することができる。そして、開閉弁32を閉じ、開閉弁30、116を開いて送気管26、供給管112、吸気管114の空気循環路を形成し、ブロワー18を所定時間動作させて空気圧力により貯留槽8の樹脂ペレット2を樹脂タンク118に移送する。近接センサ120により樹脂ペレット2の蓄積が検出されないときには、再度、開閉板90、88を開き、ブロワー18を動作させて樹脂ペレット2を移送状態にする。その後、開閉板38を開き、近接センサ46が樹脂ペレット2を検出するまで補給状態とする。
【0030】
また、乾燥処理槽4内の樹脂ペレット2が無くなるまで射出成形機10に樹脂ペレット2を供給する場合には、その供給動作は前述の通りである。なお、所定時間内に所定回数だけ樹脂ペレット2の供給を行っても、近接センサ120が検出しなければ、乾燥処理槽4内が空であると判定して供給及び乾燥運転を停止する。
【0031】
このような樹脂乾燥装置の動作は図4のフローチャートに示す通りである。即ち、タッチパネルスイッチ204のスイッチ290の操作により制御装置200の運転を開始すると、ステップS1では乾燥モードに移行し、乾燥処理槽4内が減圧され、加熱乾燥が行われる。
【0032】
ステップS2ではスイッチ290により樹脂ペレット2の補給モードが選択されたか否かを判定し、樹脂補給モードが選択されたとき、ステップS3に移行して、樹脂補給モードが実行される。ステップS4ではスイッチ290により樹脂供給・補給モードが選択されたか否かを判定し、樹脂供給・補給モードが選択されたときは、ステップS5に移行し、樹脂供給・補給モードを実行する。
【0033】
ステップS6ではスイッチ290により樹脂供給モードが選択されたか否かを判定し、樹脂供給モードが選択されたときは、ステップS7の樹脂供給モードに移行する。ステップS8では乾燥処理槽4内に樹脂ペレット2が残留しているか否かを判定し、樹脂ペレット2が無ければ運転を停止する。
【0034】
次に、図5は、動作タイミングを示し、Aは近接センサ120の検出信号を示す。この検出信号の立上りを動作指令として真空ポンプ70が動作を停止する。Bはこの真空ポンプ70の動作、Cは真空破壊弁78の開動作を示し、乾燥処理槽4内を大気圧に回復させる。Dは開閉弁90の開閉、Eは開閉弁88の開閉を示す。この真空破壊弁78の開動作から時間ta後、開閉板90を開き、更に、時間tb後に開閉弁88を開く。開閉板88は、所定量の樹脂ペレット2を供給するための計量時間tcだけ開き、所定量の樹脂ペレット2を貯留槽8に自由落下させる。その後、開閉板88を閉止させ、樹脂ペレット2が貯留槽8に落下完了する時間tdの後、開閉板90を閉止する。Fはブロワー18の動作を示す。即ち、開閉板90の閉止後、真空ポンプ70が再び動作を開始し、ブロワー18を時間teだけ動作させ、貯留槽8内の樹脂ペレット2を射出成型機10側に移送する。ブロワー18は近接センサ120が樹脂ペレット2の蓄積を検出した後も時間tfだけ動作して、供給管112内の樹脂ペレット2の残留を防止する。
【0035】
ところで、この樹脂乾燥装置では、乾燥処理槽4と貯留槽8との間に間隔を設けて2つの開閉板88、90が設けられており、開閉板88が閉じられた際、図6に示すように、開閉板88と連結部84の内壁面との間に落下する樹脂ペレット2を切欠き凹部91に咬み込んで樹脂ペレット2の落下を阻止し、落下させる樹脂ペレット2の供給量を計量する。即ち、開閉板88の閉塞では、乾燥処理槽4を密閉し、気密状態に保持することができない。
【0036】
この開閉板88の遮断動作の後、図2に示すように、開閉板90を閉じることにより乾燥処理槽4を密閉し、気密状態に保持することができる。そして、空間部92は開閉板88及び咬み込んで保持されている樹脂ペレット2と開閉板90の開閉とが接触しない程度に開閉板88、90の間に間隔を設定するものである。この結果、開閉板90は、樹脂ペレット2と接触することなく、確実に乾燥処理槽4を気密状態にすることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
a 樹脂の計量をする第1の開閉手段とは別に乾燥処理槽の気密保持を担当する第2の開閉手段を備えたので、確実に乾燥処理槽内を気密状態に保持することができ、乾燥処理槽の密閉化を迅速にでき、その気密保持の安定化とともに、乾燥処理の信頼性を高めることができる。
b 第1の開閉手段が樹脂を咬み込んでも、気密保持を第2の開閉手段で行うため、従来のように、樹脂を除去するための開閉動作が不要になり、Oリング、パッキン等の気密保持部品の消耗を防止することができる。
c 第1の開閉手段が樹脂を咬み込んでも、気密保持を第2の開閉手段で行うため、従来のように、樹脂を除去するための清掃作業が不要となり、射出成型機の運転を停止する必要がないので生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の樹脂乾燥装置の一実施形態を示す図である。
【図2】本発明の樹脂乾燥装置の部分拡大断面図である。
【図3】この樹脂乾燥装置の制御部を示すブロック図である。
【図4】この樹脂乾燥装置の動作を示すフローチャートである。
【図5】この樹脂乾燥装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図6】この樹脂乾燥装置の樹脂ペレットの遮断動作を示す拡大断面図である。
Claims (4)
- 樹脂を乾燥し、射出成形機の樹脂の消費に応じて乾燥樹脂を前記射出成形機に供給する樹脂乾燥装置であって、
前記樹脂を減圧下で加熱して乾燥させる乾燥処理槽と、
この乾燥処理槽を減圧させる減圧手段と、
前記乾燥処理槽で乾燥した樹脂を受け、前記射出成形機に供給すべき前記樹脂を貯留する貯留槽と、
この貯留槽と前記乾燥処理槽とを連結し、前記乾燥処理槽で乾燥させた前記樹脂を前記貯留槽に導く連結部と、
この連結部に設けられて開閉し、前記乾燥処理槽から前記樹脂を前記貯留槽に移送させるとき、開く第1の開閉手段と、
前記連結部に前記第1の開閉手段と別個に設けられて開閉し、前記連結部に前記樹脂を通過させるとき、前記第1の開閉手段とともに開き、前記第1の開閉手段が閉じられた時点から所定時間の経過後に閉じることにより、前記乾燥処理槽を密閉状態に保持させる第2の開閉手段と、
前記第1の開閉手段と前記第2の開閉手段との間に設定された空間部と、
前記貯留槽にある前記樹脂を前記射出成形機に供給する供給管と、
を備え、前記第2の開閉手段を閉じた後、前記貯留槽の前記樹脂を前記供給管により前記射出成形機に供給することを特徴とする樹脂乾燥装置。 - 前記第1の開閉手段の開時間により、前記乾燥処理槽から前記貯留槽側に移送する前記樹脂の計量をすることを特徴とする請求項1記載の樹脂乾燥装置。
- 前記第2の開閉手段を開状態にして前記乾燥処理槽から前記貯留槽に移送させる前記樹脂の量に応じて前記第1の開閉手段の開閉を制御するとともに、前記第1の開閉手段を遮断状態に移行させた後、前記第2の開閉手段を遮断状態に制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の樹脂乾燥装置。
- 前記乾燥処理槽から前記貯留槽への前記樹脂の移送は、自重による自然落下によることを特徴とする請求項1記載の樹脂乾燥装置。
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